显微镜原理

显微镜原理、构造、调试、使用和保养

显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率。

光学显微镜的原理和构造

随着科学技术的发展，显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法；荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发，使荧光效率大为提高；微分干涉相衬方法基于偏光方法，而巧妙地利用了微分干涉棱镜，使之能应用于医学与生物学的样品，又能应用于金相样品的分析与检验。

下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，简单介绍万能显微镜的基本组成部件。

1. 显微镜主机体（stand）显微镜的主机体设计成金字塔形，而底座的截面呈T字形，使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等，都可安装在主机体上或主机体内。

2. 显微镜的底座（base）底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统（聚光、集光和反光）部件，光源的滤光片组，粗/微调焦机构，光源的视场光阑也安装在底座上。

3. 透射光光源（tranilluminator）透射光光源由灯室（lamp housing）、灯座（lamp socket）、卤素灯（halogen lamp）、集光与聚光系统（lamp collector and lamp condenser）及其调整装置组成。

4. 透射光光源与反射光光源的转换开关（toggle switch）这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置，透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时，利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光和反射光互相转换。在纯透射光的配置中，这一开关就改为电源开关。

5. 电源开关（mains switch）与亮度调节旋钮（brightness control）电源开关用来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度，使所观察的视域可随时获得适当的亮度，可调范围为3-12V。作显微照相时，可根据曝光以及彩色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前，应先将亮度调节旋钮调到最小。

6. 粗、微调焦旋钮（coaxial coarse/fine focusing controls）调焦旋钮转动时带动燕尾导板上下移动，而导板上则装有物台托架和聚光镜托架，从而使物台趋向或远离物镜达到调焦的效果。

7. 透射光用的滤光片选择按钮（push buttons for filter magazine）透射光显微镜检方法所需用的一组滤光片已安装在显微镜的底座内，通过底座外的按钮就可以根据不同的需要来选择适用的一块或一组滤光片。通常的滤光片配套有：

(1) 蓝色色温转换滤光片：用来把光源的色温由3200K转换成日光型彩色底片所需

的5500K色温；

(2) 绿色滤光片：用来增强相差观察方法中成像的反差，或者以黑白底片作显微照相时，可以提高片成像的反差；

(3) 浅灰色滤光片：是透光率为50%的中性减光滤光片，可把视野的亮度减弱一半；

(4) 灰色滤光片：是透光率为25%的中性减光滤光片，可把视野的高度减弱75%；

(5) 透光率仅为6%的中性减光滤光片，可把视野的亮度变得相当暗，95%以上的光都已被吸收掉。

8. 光源的视场光阑（luminuos field diaphragm）视场光阑是显微镜照明光路系统中的重要部件之一，它只能按照库勒照明系统的要求来进行调节，视场光阑不可以任意开大，但要根据使用的物镜倍数来调节适当的大小。视场光阑的主要功用有：

(1) 控制杂散光在成像光路系统中的影响，特别是免除杂散光对照相系统的干扰，使显微照相的底片不至于蒙上一层灰雾；

(2) 控制照明光束的大小，使所观察的视域能受到均匀的照明；

(3) 在荧光显微镜检方法中，可以把激发光限制在所需激发样品的视域范围内，以防止视域外的样品过早受到激发。

9. 聚光镜系统（condenser system）聚光镜系统是照明光路系统中的重要部件之一，它也只能按照库勒照明系统的调整要求来进行调节。聚光镜系统调整的好坏，可以直接影响显微镜视域中照明的均匀性，也可影响显微镜的分辨力，还可以直接控制显微照相底片上的反差。聚光镜系统通常由以下几个部件组成：

(1) 聚光镜本体（condenser）可以是简单的阿贝聚光镜，也可以是消球差-消色差的优质聚光镜，另外还有一种是消除了内应力的偏光聚光镜。聚光镜的重要参数之一是数值孔径（NA），通常为0.32；这样的数值孔径太小，只能与以下的物镜配合使用，因此需配用前端透镜来提高数值孔径，以便与不同倍数的物镜灵活配合使用；

(2) 前端透镜（front lens）前端透镜本身的数值孔径通常为0.63、0.90、1.30或1.40，它要附装在聚光镜本体上，可以方便地摆进或摆出光路。最常用的前端透镜数值孔径为0.90，当它摆入光路时，可以和10×及以上的物镜配用，摆出光路时可以和10×以下的物镜如6.3×、5×及2.5×等物镜配用；

(3) 聚光镜的孔径光阑（aperture diaphragm）孔径光阑实际上是一个可变光圈，它是显微镜照明光路系统中的又一个重要部件，在透射光明视野法、微分干涉相衬法以及偏光法所使用的聚光镜中，都装有孔径光阑。它可以影响显微镜在作观察时的分辨力；直接控制显微照相底片上的反差；可用来调节聚光镜的数值孔径，配合所用物镜的数值孔径，以取得最佳的分辨本领，或最大的分辨本领；还可以使光源的发光体成像于孔径光阑所在的平面上，从而满足库勒照明系统的前提条件。

在实际操作中，调节聚光镜孔径光阑可以改变显微镜中所观察到的视野亮度，这是由于历史上对聚光镜孔径光阑的误解所造成的错误用法。这里要特别强调：不应该用聚光镜的孔径光阑来调节视野中的亮度、更不应该用调节聚光镜位置高低的方法来调节视野中的亮度！以往的错误用法希望能在实际操作中纠正过来。

(4) 转盘（turret）在多用途聚光镜系统中，为方便才把明视野的孔径光阑、暗视野的中央光挡、相差法所需用的各种不同直径的环状光圈、微分干涉相衬法用的DIC棱镜及其孔经光阑等部件装在转盘上再嵌入到聚光镜本体的座子内，使用时转动转盘就可以选用不同显微镜检法所适用的聚光镜，方便而又快捷。

聚光镜系统有两个调节装置：a. 聚光镜的调中螺丝（centering screws）调中螺丝通常为1对，位于聚光镜托架前方的左右测。和环形燕尾槽中的调中螺丝成三足鼎立之势，可以聚光镜前后、左右调整，使聚光镜的光轴与照明光路、成像光路合轴；b. 聚光镜托架的上下调节装置（vertical adjustment of condenser carrier）：利用这个调节装置，可使聚光镜的位置作上下调动，使视场光阑经过聚光镜在样品视野中的成像调到最为清晰，光阑像的位置也可利用托架上的调中螺丝来进行调中，从而满足库勒照明系统调整的要求。

10. 机械移动式载物台（specimen stage）载物台可以承载样品，装有可在水平方向上作前后、左右移动的调节装置，有的还可以在水平方向上作大约100度的旋转，以便使样品能更好地与显微照相的取景框相适配。

11. 物镜转换器（nosepiece）物镜转换器安装在滑插式燕尾槽座上，已作了准确的对中。可迅速更换物镜。常用的有6个、5个及4个孔位的物镜转换器。

12. 物镜（objectives）物镜是显微镜的核心光学部件，显微镜的放大倍数、分辨本领、色差与像差的校正状况、工作距离等，都有直接由物镜来决定。衡量物镜质量的基本参数主要有：a. 色差消正的程度（或级别）；b. 像场平坦的程度；c. 所使用的玻璃材料。数值孔径（NA）是物镜最重要的参数，数值孔径越大，分辨率越高。目前物镜的数值孔径最大只有1.30。按照物镜色差和像差校正的程度，物镜可以分为以下类别：

(1) 消色差物镜（achomats）通常对红光与蓝光两种色光作了色差校正，但视域中像场的平坦程度并未作过完善的校正，因此只能作一般的观察应用。在偏光显微镜中，由于需要消除物镜内各个镜片的内应力，反而需要利用这种镜片数目不多的物镜来做偏光物镜。(2) 有限平像场消色差物镜（flat-field achromats）这也是对两种色光作了校正的消色差物镜，但视域范围内像场的平坦程度只作了有限范围内的校正，通常在显微照相取景框范围内像场是平坦的，以确保显微照相对焦的清晰，取景框范围以外，往往不一定能保证同样的清晰度。适用于常规检验而又需要作显微照相的工作中。

(3) 完善平像场消色差物镜（plan-achromats）这也是对两种色光作了校正的高级消色差物镜，主要特点是像场在整个视域中作了完善的校正，适合于作要求较高的显微镜检工作，

特别是作显微照相效果更好。由于这种物镜仍采用常用的光学玻璃，不适宜作荧光等这一类弱光的观察和照相。

(4) 萤石玻璃消色差物镜（neofluar）这也是对两种色光作了色差校正的消色差物镜，其中全部或部分镜片则采用了可透过近紫外光（波长约为365nm）的萤石玻璃（即氟化钙晶体）来制造。因此特别适合于作荧光与相差方法的观察与显微照相，也可用在偏光显微镜中。

(5) 完善平像场复消色差物镜（plan-opo-chromats）这是最高一级的消色差物镜，对红、绿、蓝3种颜色都作了很好的色差校正，而视域中的像也作了完善的校正，数值孔径比萤石物镜大，可应用于要求极高的显微观察与显微照相中，但价格十分昂贵，由于所使用的镜片数目多达12片，光能损失较大，不宜用作荧光观察与照相。

(6) 已消除内应力又可以调节中心的物镜（pol Z objectives）这是一种适用于作偏光观察的物镜，是从以上所介绍的几种物镜中挑选出来的，在装配时特别注意消除了其中的内应力，以免内应力所引起的干涉条纹干扰了偏光样品中真正的干涉条纹。

(7) 完善平像场萤石消色差多种介质浸没式物镜（plan-neofluar imm.）这是一种新型物镜，采用萤石玻璃制造其中全部或部分镜片，成像质量特别明亮，反差十分好，色差接近于复消色差，因此又属于半复消色差物镜。数值孔径特别大，透光能力强，而且分辨率十分好。最大的特点是可用好几种浸没介质，如常用的浸没油、甘油、蒸馏水等，既可使用权盖玻片也可以不使用。这种物镜制成干式物镜时，可加上校正环，用来校正盖玻片的厚度不均匀性，以消除盖玻片厚度不规则造成的成像失真，对于厚度在0.12-0.22mm之间的盖玻片都可以作相应的校正。

1986年以来，德国蔡司公司推出的新一代光学显微镜，其中的物镜突破了传统光学显微镜的概念，采用了无限远色差校正的光学系统（infinity color-corrected system，简称ICS物镜），其特点是：由物镜射出的成像光束是一束平行光，可在成像光路中按需要插入任意多的光学部件而不影响成像质量。在显微镜镜体内有一特制的镜筒透镜（tube lens）与物镜相配，两者结合起来把物镜的色差与像差都作了十分完善的校正，而且物镜的视域相当宽阔，比传统物镜的视域扩大约40% 。

13. 荧光滤光片组插板的插口（slot for the fluorescence slider）这是为作荧光观察时插入荧光滤光片组插板预留的插口。

14. 勃氏镜插板的插口（slot for Bertcand-lens slider）这是为作偏光观察时插入勃氏镜插板预留的插口，勃氏镜是偏光显微镜中用作锥光干涉图试验的重要部件。

15. 补色器插板的插口（slot for auxiliary objects）这是当作微分干涉相衬观察和偏光需加入的各种补色器预留的插口。

16. 双目镜筒或带照相镜筒的双目镜筒（binocular tubes or binocular phototubes）用来安放目镜及照相装置。为便于观察，镜筒制成具有一定倾斜角度（30°或45°），设有瞳距调节装置，可在55°至75°范围内调节，以适合不同使用者两眼瞳孔距离。双目镜筒内装有一些折光和分光棱镜，能把从物镜出来的一束成像光束等分成两部分，分别由两个目镜作观察。带照相镜筒的双目筒一般在右测装有光束分配棱镜的拉杆，把它全部推入时只作观察，拉出来则一边观察一边照相，或全部作显微照相。

17. 目镜（eyepieces）目镜是显微镜中把物镜所成的像作再一次放大的光学部件，显微镜的总放大倍数通常就是物镜与目镜放大倍数的乘积。为方便不同视力者进行显微拍照时调焦同样清晰，一些目镜设计成可调焦式。为了使显微镜获得最大有效放大倍数和最高分辨本领，必须合理选配目镜。到目前为止，由于受光学定律的制约，光学显微镜最大的有效放大倍数为1250-1300倍。10×目镜是最常用而必须配备的目镜，观察荧光时最好选用10×以下的目镜。

显微镜的正确调试和使用

在了解了显微镜各主要部件的名称、构造和功能之后，为了更好地发挥显微镜的各种功能，提高工作效率，保证在显微观察及显微照相过程中取得最佳效果，使用人员必须了解和掌握显微镜正确的调试方法和使用方法。尤其在新一代显微镜中，具备了多种功能，能进行多种显微镜检方法观察，正确的试调方法和使用方法就显得尤为重要。下面以Axioplan万能研究显微镜为例，简述调试及使用方法。

1. 显微镜照明光路系统的调整为了使显微镜的视野能受到均匀而又充分的照明，在显微镜初次安装和调试时，就必须把照明光路系统调整好，这是正确使用显微镜，并获得正确、可靠结果的重要手段和最基本的要求。此外，正确掌握照明光路系统的调整，是使用显微镜过程中更换光源灯泡后所必经的步骤，也是在日常使用过程中不时地检验显微镜性能的必要手段。显微镜照明光路系统的调整主要有以下4项内容：

(1) 照明光源灯室在显微外的初步调整

①首先将灯室的外壳打开，压弹簧夹子将卤素灯泡装入插座中，安装时避免手指直接接触灯泡（可用柔软的布或纸隔住），以免灯泡上留有指纹等脏物，影响灯泡的使用寿命。

②把灯室摆在桌面上，接通电源后，用专用的螺丝刀调节灯的调焦旋钮孔（标有“←→”），使灯丝投影在1-2m外的墙上，将灯丝成像调至清晰；然后调节灯的高低位置调节丝孔（标

有“──”），使灯丝位置高低适当；再调节灯的左右位置调节螺丝孔（标有“──”），使灯丝左右位置合适。

(2) 光源发光体（灯丝）在显微镜内位置的检验和校正目的是为了把发光体的像端端正正地调入物镜的视域范围内，从光源的角度去确保显微镜的视域受到充分而均匀的照明，这是调整库勒照明系统的前提条件。

需要的基本工具：对中望远镜购置显微镜时已配备。

①拔掉灯库内的毛玻璃套筒，把灯室装回显微镜上；

②选用10×物镜，开亮光源程序找样品并调焦清晰，再换用40×物镜把样品调焦清

晰（40×物镜可以看清灯丝的全貌）；

③把聚光镜的孔径光阑和视场光阑均开到最大；

④拔掉其中一个目镜，换上对中望远镜，抓住白色部分，另一手伸缩黑色接目镜，就可在视野中看到灯丝像；

⑤如灯丝位置不合适，调“──”孔，把灯丝像沿水平方向调好，调“──”孔，把丝像沿垂直方向调好，直至将灯丝像调至刚好充满物镜孔径的光圆像；

⑥调整完毕后，将毛玻璃套筒插回原位，拔掉对中望远镜，换回目镜作下一步调整。

以上所述照明光源灯室在显微镜外的调整和光源发光体在显微镜内位置的校验，只需在显微镜初次安装调试及更换灯泡时进行，平时使用显微镜时不能随意乱调乱动。万一调乱时，可按上述步骤调回原状。

(3) 库勒照明（Kohler）系统的正确调整显微镜的正确调试，主要工作之一是照明光路系统的调整，而其中的关键是库勒照明系统的调整。对于每一位使用显微镜的人员，特别是作显微照相的人员来说，应该对库勒照明系统的原理及其调整步骤有一定的了解和掌握，才能充分发挥显微镜应有的功能，拍出来的照片才能在效果上比较一致而又完善。

库勒照明系统的原理简单来说就是：光源发光体上任意一点发出的光，可以照明显微镜的视域范围，而光源发光体上每一点所发出的光汇集起来，在显微镜的视域中就实现了非常充分而又均匀的照明。

调整库勒照明系统的目的，是为了使所观察的视域能获得均匀而又充分的照明，防止杂散光对照相系统造成影响或干扰，以免照相时在底片形成灰雾。高调整库勒照明系统的必要部件：视场光阑、可进行合轴调整的聚光镜系统。

①选用10×物镜和10×目镜；

②把聚光镜前端透镜摆进光路中，孔径光阑调至适中的位置上（不大不小），再把聚光镜升到最顶的位置上，聚光镜转盘调至明视野“J”位置；

③把视场光阑调至最小（0.1）；

④载物台上放上已封片的生物样品，开亮光源，调焦清晰；

⑤视域中会出现一个局部照明的区域或亮斑，这是视场光阑的模糊像，在其中可以清晰地看到样品的细节；在它之外是较暗的视域，不一定能把样品的细节看得清楚；

⑥把聚光镜微微地向下调，使视野中的亮斑逐渐收小，慢慢变成一个清晰的多边形象，这便是视场光阑的清晰像；

⑦一般情况下，多边形象并不在视域中央，需要调整聚光镜的一对调中螺丝，把视场光阑多边形的像调至中央位置；

⑧逐渐开大视场光阑，使多边形象成为视域的内接多边形，进一步核对调中的状况，如对中不够理想，继续微微调对中螺丝；

⑨将视场光阑稍为再微微开大一些，使它的多边形象恰好消失在视域的边缘上，至此，库勒照明系统调整完毕。

库勒照明系统调整好以后，整个视域照明均匀，拍摄的显微照片明亮清晰，反差正常。在日后使用过程中应特别注意：

a. 视场光阑不可任意开大，但可随物镜倍数的增大而将视场光阑收小，随物镜倍数的减小而开大；

b. 聚光镜的高低位置不准乱调，否则会破坏已调整好的库勒照明系统；

c. 使用10×以下物镜时要将聚光镜前端透镜摆出光路外，使用10×或10×以上物镜时要将前端透镜摆入光路中；

d. 关于物镜倍数与视场光阑大小配合问题，在实际使用过程中，作为一般观察不一定要收小或开大视场光阑，但作显微照相时，为了避免杂散光线对照相系统的干扰，以便能拍摄到较完善的照片，则应在使用每一个倍数的物镜时，把视场光阑调节到正好消失于所观察的视域边上，这是比较繁复的工作，但又非做不可。较为简便的方法是把与各个倍数物镜相对应的视场光阑事先调整好，并作好记号，以后使用时根据记号直接调至相应的位置。

(4) 孔径光阑的正确使用由于聚光镜的孔径光阑可以影响显微镜的分辨率，使用时应掌握正确的使用方法。过去由于对孔径光阑的认识不足，往往把它当作是调节视野亮度的工具。虽然调节孔径光阑在一定程度上可以改变视野的亮度，但会直接影响成像的反差、对比度及分辨率，在使用过程中应尽可能避免。

为了发挥聚光镜孔径光阑的作用，以便在观察时，尤其在作显微照相时获得最佳分辨率，在每换用一个倍数的物镜时，在样品调焦清晰后，需要调节孔径光阑，使它的大小正好等于所用物镜数值孔径（物镜孔径像）的2/3 。

调整方法是用对中望远镜对焦于视野中黑色相差环上，调节孔径光阑，可以看到一个多边形的孔径光阑像，然后调到等于物镜孔径像的2/3，即介于黑色相差环外与圆形视域内之间。为方便起见，可把与各倍数物镜相对应的孔径光阑预先调整好，并作好标记，以免每次使用都要重新调整。

2. 显微镜成像光路系统的调整及显微镜检术概要显微镜成像光路系统的调整，是根据不同显微镜检术的需要而进行的。所谓显微镜检术（microscopy），概括而言就是以显微镜观察样品时所使用的照明方法，以及如何使样品所成的像能获得更良好反差的技术与方法。以下简述显微镜检术中已成熟的几种方法及对应的显微镜成像光路系统的调整方法。

(1) 透射光明视野（brightfield）这是自显微镜发明以来最传统、最普遍的应用方法。

基本部件：

a. 物镜：任何物镜都可作明视野观察；

b. 聚光镜：各种聚光镜均可，最好配有孔径光阑。

调整方法：在上述显微镜的库勒照明系统调整好后，即可应用明视野法。

适用范围：所有已染色的组织切片、血液涂片等。

注意事项：

a. 使用明视野方法观察时，一定要将库勒照明系统调整好；

b. 视场光阑不可任意开大，使用10×、10×以下和10×以上物镜时，要将聚光镜前端透镜分别摆事实出和摆进光路中；

c. 不可用聚光镜的孔径光阑来调节视野的亮度，更不要乱调聚光镜的高低位置，否则，会降低显微镜的分辨率和破坏已调整好的库勒照明系统；

d. 作显微照相时，每换用一个倍数的物镜，就要调节聚光镜的孔径光阑，使它的大小正好等于所用物镜数值孔径的2/3 。

(2) 透射光相差法（phase-contrast）这是现代显微镜检术中的一种反差增强法。

基本部件：相差物镜、明视野与相差兼用的多用途聚光镜、对中望远镜、绿色滤光片。

调整方法：

a. 在库勒照明系统调整好的基础上，用明视野方法把样品调焦清晰；

b. 把聚光镜转到Ph1对准转盘刻度线位置，选用10×相差物镜，换上待观察的透明样品；

c. 拔掉其中一个目镜，换上对中望远镜，并调焦于视野中的两个相差环上（物镜的黑色相差环和聚光镜的透光相差环）；

d. 视野中的两个相差环不一定重合，调节聚光镜上的两个调节装置（调整相差环左右位置的调节杆和调整前后位置的摩擦式转钮），使透光环作前后左右移动而与黑环重合；

e. 调整好后，换回观察用目镜，将绿色滤光片按入光路中，即可观察到样品的相差像；

f. 有20×和40×物镜观察时，聚光镜应设在Ph2位置上，用100物镜时，聚光镜应设在Ph3位置上。

适用范围：适用于观察透明、未染色或不能染色的样品，如各种细胞、活组织、未染色或不染色的组织切片、水生生物等。

(3) 微分干涉相衬法（differential interference-contrast，DIC）为了克服相差法观察时样品细节像周围伴随有光晕，会掩没掉本来应该看见的细节，以及样品或组织切片厚度要求相当薄，原则上下能厚于10?m等局限性，利用双光束干涉的原理设计子微分干涉相衬法。调整方法

a. 必须在库勒明系统已调好的基础上才能调好DIC方法；

b. 先用10×物镜，以明视野先确定好能把样品看清晰的物镜调焦位置；

c. 把起偏器（polarizer）摆入照明光路中，注意其取向应为东—西方向；

d. 把聚光镜转盘转到与10×物镜对应使用的位置上，即DIC 0.3—0.4；

e. 在物镜后方或物镜转换器上插入10×物镜使用的DIC插片（DIC slider）；

f. 把检偏器（analyser）插入成像光路中，注意其取向应为南—北方；

g. 换上待观察的透明样品，开亮光源把样品调焦清晰；

h. 调节DIC插片，使微分干涉相衬的像达到最佳效果，也就是浮雕效果最为明显；

i. 同时可调节聚光镜的孔径光阑，使反差的效果也达到最佳；

j. 然后再细微调样品的细节，可见样品中不同层面上的结构；

k. 如果把补色器（first order red retardation plate）插入，并同时调节DIC插片，可在视野中看到不断变化的绚丽色彩，红、橙、黄、绿、蓝、紫、粉红、粉紫及金黄色都具有。适用范围：透明或不能染色的组织切片，厚度可达100?m左右，培养中的活组织和活细胞、小生生物等。

(4) 落射光激发的荧光法（incident-loght fluorescence Epi-FL）简称为落射荧光法，是近代显微镜检术中新发展出来的一种强有力的反差增强法。它将激发荧光用的光源改在物镜的

上方，光由物镜上方经反光镜射入物镜去激发样品，从样品上被激发的荧光经物镜成像并穿透反光镜而由目镜观察。该方法较简便，效率高，50W的光源强度比透射荧光法的250W 还强。

荧光方法是利用波长较短的紫外光、紫光、蓝紫光、蓝光及绿光等去激发样品，只要样品中含有可产生荧光的成分，它便吸收短波的激发光而释放出波长较长的荧光。不同物质只能吸改特定波长的激发光，而释放的荧光也会有特定的波长，因而用作特异性的鉴定十分有效，如某些致病的细菌和螺旋体，受紫外光激发后能发出它们特有的荧光，很容易作出鉴定，这种利用物质吸收激发光后放出特有荧光的方法称为自发荧光法。某些物质自身不会吸收激发光，或吸收后不能释放荧光，但可以吸收或吸附特定的荧光色素或染料，而这些特定的荧光色素或染料也只能吸收特定的激发光，再释放出特定的荧光，从而间接地鉴别出某种物质，这称为间接荧光法。上述荧光方法广泛应用于医学、生物学及工业的特异性研究和鉴别上。调整方法：荧光显微镜或附有荧光部件的显微镜，调整的方法大致相同。

①汞灯的安装

a. 打开包装，取出汞灯将其小心安装在上电极散热帽上，安装时注意手指不能直接接触灯管和散热帽的正面，汞灯的封气口要对向散热帽的左侧或右侧；

b. 把汞灯的上电极引张安装并固定在散热帽底面的小孔上，再把汞灯的下电极及上电极引线另一端，分别安装在灯座上各自的插孔中并固定；

c. 锁紧散热片上的螺丝后，把汞灯连同灯座及散热帽小心装入灯室中，锁紧相应的螺丝，再把灯座上的连线和插座插到汞灯电源后部专用的插座上。

d. 详细的安装方法请参照有关说明书。

②汞灯灯室在显微镜外的初步调整：

a. 接通汞灯电源，让汞灯预热10-15min；

b. 把汞灯灯室摆放在桌面上，让汞弧投影到2-3m外的墙上，划一条与灯室窗口中心线对地高度一样的水平线作为参考线；

c. 转动灯室调焦旋钮，使汞弧的像清晰地投影于墙上；

d. 分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔，把汞弧的像其反射像调成并排且尽量靠近，但不要重叠在一起。

③汞灯汞弧在显微镜内位置的检验：

a. 将汞灯照明光路系统中的视场光阑开到最大；

b. 把荧光滤光片组推到蓝光激发的位置上，以避免汞灯中的蓝光太刺眼；

c. 把观察的样品或一块载玻片放在物台上，盖上一张比盖玻片稍大且洁白的薄纸；

d. 取下一个物镜，使激发的蓝光经物镜转换器的空档照在白纸上，白纸上会有一蓝色的圆形照明区域，汞弧的像及其反射像都应该出现在这区域的中央部位，否则，可调节灯室调焦旋钮至最清晰，然后分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔，直至汞弧的像及其反射像并排在照明区域的中央位置。

e. 调好之后，把物镜装回去，通过目镜可见白纸被蓝光激发后发射出的黄绿色荧光；

f. 仔细调焦，可看清白纸的纤维；取去白纸，样品上的荧光细节隐约可见而很容易调焦清晰。

④汞灯使用注意事项目前通常使用的为50W超高气压汞灯，灯管内通有一对钨电极和液态汞（室温下附在管壁上），未点燃时，管内气压很低，在灯管的两电极间施加电压角发点燃后，汞气化为汞蒸气形成汞弧而产生强光，温度升高，管内气压迅速升到10个大气压。由于是高气压的气体放电，必须了解其特性才能安全地使用汞灯。

a. 汞灯接通电源后需要10-15min预热时间，汞才能充分汽化并形成汞弧，产生高亮度而稳定的激发光。因此，观察前要提早通电；

b. 汞灯在使用过程中，不要随意开关汞灯的电源；

c. 关掉汞灯电源后，必须等待15-20min，待汞灯自燃冷却后才可再次接通电源，违反这一操作规定时，将会造成严重后果！

由于汞灯内的汞蒸气未完全液化，汞蒸气内阻很小，一旦通电在两电极间施加电压，汞灯内形成强大的电流，轻则烧断保险丝或烧毁汞灯电源中的扼流圈，重则汞灯爆炸，汞蒸气弥漫整个实验室，造成工作人员中毒，不仅损失了汞灯，还会炸毁灯室内的集光-聚光部件。d. 汞灯的使用寿命一般只有300h，使用得当可达600h，使用寿命与开关的次数成反比，应集中一批样吕作2-3h的观察。汞灯价格及昂贵，应珍惜使用。

e. 汞灯寿命终结的标志是点燃困难，灯管发黑。

5. 暗视野法（dark field）许多透明或半透明的样品，如细菌、微生物、细胞内的精细结构及结晶体的内含物等，在明视野显微镜中不容易看清楚，如果采用暗视野法就可以大大提高样品的可视度。以暗视野法所看到的是衬托在黑暗视野背景中发亮的样品轮廓及其细节。普遍光学显微镜的最高分辨率为0.2?m，而暗视野显微镜虽然对样品的细节构造分辨不清楚，但却可看到0.004?m以上微细颗粒的存在，即可以看到亚显微结构，特别适合用来观察微细的颗粒与细菌等。

调整方法：暗视野法的主要必需部件是暗视野聚光镜。使用时须先用明视野聚光镜把库勒照明系统调整好。换上暗视野聚光镜时，要把载玻片（样品）移开，将浸没油滴在聚光镜顶部，再把样品载玻片搁在物台上，浸没油便充填在两者之间，这种聚光镜须与装有可变光阑的100×油镜配用。另一种中倍率干式暗视野聚光镜可与中倍率的物镜配用，这种聚光镜具有中央光挡，照明光只能透过光档与聚光镜边缘之间的透光环才能进入聚光镜内。

对于配备齐全的相差显微镜，与编号为Ph3物镜配用的相差聚光镜相差环，可以和10×及10×以下的相差物镜配用而形成低倍率的暗视野效果。

光学显微镜的保养

显微镜是一种精密的光学仪器，价格普遍较高。从结构上看，显微镜由许多光学部件和较精密的金属零件组成，在使用过程中应特别注意做好保养工作。

1. 严格按照有关操作规则使用显微镜，避免因使用不当造成损毁。

2. 显微镜在储存和使用过程中，普遍存在着生霉起雾问题，霉和雾会使显微镜的视场模糊，分辩率下降。为了使显微镜保持良好的工作状态，延长使用寿命，显微镜的工作环境应保持清洁、干燥、防尘。

3. 显微镜在每次使用完毕后应及时做好清洁工作，特别是目镜、物镜等容易污染的光学部件，如发现表现表面有灰尘、指纹、脏物等，应及时用镜头纸清洁干净。

4. 显微镜工作室最好能安装空调、抽湿及防尘装置。

5. 如发现光学部件内部有生霉等现象，最好及时联系有关厂家派人清洁、维修。

透射电子显微镜的原理及应用

透射电子显微镜的原理及应用 一．前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。 图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下： α λsin 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。。于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。后来的X 射线和γ射线波长较短，但是难以会聚聚焦。 1924年德布罗（De Broglie ）证明了快速粒子的辐射，并发现了一种高速运动电子，其波长为0.05A 。，这比可见的绿光波长短十万倍！又过了两年布施（Busch ）提出用轴对称的电场和磁场聚焦电子线。在这两个构想基础上，1931-1933年鲁斯卡（Ruska ）等设计并制造了世界上第一台透射电子显微镜。经

显微镜的结构和使用

一. 重点和难点 重点：显微镜的原理和使用方法、装片的制作 难点：熟练掌握显微镜的使用及相关知识的应用和迁移，解决相关操作问题，对相应的题型能做出科学的分析，得出正确的答案。 二. 具体内容 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。

b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。 c. 左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项

a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后，透镜与装片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标．因此，必须用细准焦螺旋调焦，细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明 1. 识别镜头：（1）目镜：装在镜筒的上端，通常备有2－3个，上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数，一般装的是10×的目镜。放大倍数越大镜筒越短。（2）物镜：装在镜筒下端的转换器上，一般有2-3个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，放大倍数越大镜筒越长 2. 放大倍数：显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积，如物镜为10×，目镜为10×，其放大倍数就为10×10=100。放大的是物体的直线长度和宽度而不是面积。 3. 工作距离：是指显微镜处于工作状态（物象调节清楚）时物镜的下表面与盖玻片（盖玻片的厚度一般为0.17mm）上表面之间的距离，物镜的放大倍数愈大，它的工作距离愈小。如物镜是10×的工作距离比物镜是40×的工作距离大。 4. 明暗程度：（1）显微镜用光源，自然光和灯光都可以，以灯光较好，因光色和强度都容易控制。（2）反光镜它有平、凹两面，再经通光孔照至标本。可向任意方向转动，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱时使用，平面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。（3）光圈或遮光器在通光孔下方，光圈由十几张金属薄片组成，其外侧伸出一柄，推动它可调节其开孔的大小，以调节进光量；遮光器由几个直径大小不同的孔组成，选择某一孔以确定进光量。 5. 物像：镜下见到的是完全的倒像，即标本位于玻片右上角时在镜下的左下角位置出现，移动的规律是物象在镜下的左下角时将玻片向左下角移动可以将物象移到视野的中央来。但是物体的运动方向不变，即标本中细胞质是顺时针方向流动的，镜下仍为顺时针流动。 6. 污物的位置：在视野中常看到污物，要明确污物不会在反光镜上，因为反光镜的作用是将光源光线反射到玻片标本上；确定污物的位置首先移动玻片如污物随之移动即污物在玻片上；如污物不动，再转动目镜污物也随之转动即污物在目镜上；否则在物镜上。 7. 普通光学显微镜下可以见到的细胞结构有：细胞壁、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体、核仁，在质壁分离时可见到细胞膜，有丝分裂时可见到染色体。 8. 玻片标本：必须是透明的，要使光线能透过标本内部。常用的种类有切片（洋葱根尖纵切片）；装片（洋葱表皮临时装片）；压片（洋葱根尖临时压片观察有丝分裂）；涂片（血涂片、自生固氮菌的临时涂片）。

实验一显微镜的构造及使用方法

实验一显微镜的构造及使用方法 一、目的要求 1.了解显微镜的构造、性能及成像原理。 2.掌握显微镜的正确适用及维护方法。 二、实验器材 1.显微镜、纱布、绸布 2.酵母菌示教标本 三、普通光学显微镜简介 微生物的最显著的特点就是个体微小，必须借助显微镜才能观察到它们的个体形态和细胞结构。熟悉显微镜并掌握其操作技术是研究微生物不可缺少的手段。 显微镜可分为电子显微镜和光学显微镜两大类。光学显微镜包括：明视野显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、立体显微镜等。其中明视野显微镜为最常用普通光学显微镜，其它显微镜都是在此基础上发展而来的，基本结构相同，只是在某些部分作了一些改变。明视野显微镜简称显微镜。 （一）显微镜的构造 普通光学显微镜的构造可以分为机械和光学系统两大部分。 图1-1 显微镜构造 1.目镜 2.镜筒 3. 转换器 4. 物镜 5. 载物台 6. 聚光器 7. 虹彩光圈 8. 聚光镜调节钮9.反光镜10. 底座11. 镜臂12. 标本片移动钮 13. 细调焦旋钮14. 粗调焦旋钮15.电源开关16.光亮调节钮17.光源 1.机械系统： （1）镜座Base：在显微镜的底部，呈马蹄形、长方形、三角形等。 （2）镜臂Arm：连接镜座和镜筒之间的部分，呈圆弧形，作为移动显微镜时的握持部分。 （3）镜筒Tube：位于镜臂上端的空心圆筒，是光线的通道。镜筒的上端可插入接目镜，下面可与转换器相连接。镜筒的长度一般为160mm。显微镜分为直筒式和斜筒式； 有单筒式的，也有双筒式的。 （4）旋转器Nosepiece：位于镜筒下端，是一个可以旋转的圆盘。有3~4个孔，用于安

显微镜基础知识

显微镜基础知识 第一章：显微镜简史 随着科学技术的进步，人们越来越需要观察微观世界，显微镜正是这样的设备，它突破了人类的视觉极限，使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。 显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜，到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜，以及相差，荧光，偏光，显微观察方式的出现，使之更广范地应用于金属材料，生物学，化工等领域。 第二章显微镜的基本光学原理 一．折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。 二．透镜的性能 透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学元件，物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同，可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称“焦点”，通过交点并垂直光轴的平面，称“焦平面”。焦点有两个，在物方空间的焦点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”；反之，在像方空间的焦点，称“像方焦点”，该处的焦平面，称“像方焦平面”。 光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。 三．影响成像的关键因素—像差 由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各种像差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种像差。 1．色差（Chromatic aberration） 色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色

光学显微镜的原理及构造

光学显微镜的原理及构造显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。 根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。 对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率. 光学显微镜的原理和构造 随着科学技术的发展，显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法；荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发，使荧光效率大为提高；微分干涉相衬方法基于偏光方法，而巧妙地利用了微分干涉棱镜，使之能应用于医学与生物学的样品，又能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，简单介绍万能显微镜的基本组成部件。 1. 显微镜主机体（stand）　显微镜的主机体设计成金字塔形，而底座的截面呈T字形，使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等，都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座（base）　底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统（聚光、集光和反光）部件，光源的滤光片组，粗/微调焦机构，光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源（tranilluminator）　透射光光源由灯室（lamp housing）、灯座（lamp socket）、卤素灯（halogen lamp）、集光与聚光系统（lamp collector and lamp condenser）及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关（toggle switch）　这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置，透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时，利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光 和反射光互相转换。在纯透射光的配置中，这一开关就改为电源开关。

显微镜的原理和

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。

b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。

c. 左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。

透射电子显微镜的原理

透射电子显微镜的原理 XXX （大庆师范学院物理与电气信息工程学院 2008级物理学 200801071293 黑龙江大庆163712） 摘要：透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜类似。它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Bragg)方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。 关键词：第一聚光镜；第二聚光镜；聚光镜阑；物镜光阑；选择区光阑；中间镜 作者简介：XXX（1988-），黑龙江省绥化市绥棱县，物理与电气信息工程学院学生。 0引言： 工业多相催化剂是极其复杂的物理化学体系。长期以来,工业催化剂的制备很大程度上依赖于经验和技艺,而难以从原子分子水平的科学原理方面给出令人信服的形成机制。为开发更高活性、选择性和稳定性的新型工业催化剂,通过各种表征技术对催化剂制备中的过程产物及最终产品进行表征是一个关键性的基础工作。在当前各种现代表征手段中,透射电子显微镜尤其是高分辨透射电子显微镜,可以在材料的纳米、微米区域进行物相的形貌观察、成分测定和结构分析,可以提供与多相催化的本质有关的大量信息,指导新型工业催化剂的开发。 为什么透射电子显微镜有如此高的分辨率那？本文阐述了透射电子显微镜的工作原理。 1透射电子显微镜的定义/组成 1.1定义 在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束， 穿过被研究的样品，经电子透镜聚焦放大，在荧光 屏上显示出高度放大的物像，还可作摄片记录的一 类最常见的电子显微镜称为透射电子显微镜。[1] 1.2组成 透射电子显微镜由照明系统、成像系统、记录 系统、真空系统和电器系统组成。（如图1） 2透射电子显微镜的照明系统 照明系统的作用是提供亮度高、相干性好、束 流稳定的照明电子束。它主要由发射并使电子加速 的电子枪和会聚电子束的聚光镜组成。

显微镜原理与构造

随着科学技术的发展，显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法；荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发，使荧光效率大为提高；微分干涉相衬方 法基于偏光方法，而巧妙地利用了微分干涉棱镜，使之能应用于医学与生物学的样品，又 能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，简单介绍万能显微镜的基 本组成部件。 1. 显微镜主机体（stand）显微镜的主机体设计成金字塔形，而底座的截面呈T字形，使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等，都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座（base）底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有 透射光照明光路系统（聚光、集光和反光）部件，光源的滤光片组，粗/微调焦机构，光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源（tranilluminator）透射光光源由灯室（lamp housing）、灯座（lamp socket）、卤素灯（halogen lamp）、集光与聚光系统（lamp collector and lamp condenser）及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关（toggle switch）这是新一代AXIO系列显 微镜特有的装置，透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时，利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光和反射光互相转换。在纯透射光的配置中，这一开关就改为电 源开关。 5. 电源开关（mains switch）与亮度调节旋钮（brightness control）电源开关用 来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度，使所观 察的视域可随时获得适当的亮度，可调范围为3-12V。作显微照相时，可根据曝光以及彩 色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前，应先将亮度调节旋钮调到最小。 6. 粗、微调焦旋钮（coaxial coarse/fine focusing controls）调焦旋钮转动时带 动燕尾导板上下移动，而导板上则装有物台托架和聚光镜托架，从而使物台趋向或远离物 镜达到调焦的效果。 7. 透射光用的滤光片选择按钮（push buttons for filter magazine）透射光显微 镜检方法所需用的一组滤光片已安装在显微镜的底座内，通过底座外的按钮就可以根据不 同的需要来选择适用的一块或一组滤光片。通常的滤光片配套有： (1) 蓝色色温转换滤光片：用来把光源的色温由3200K转换成日光型彩色底片所需 的5500K色温； (2) 绿色滤光片：用来增强相差观察方法中成像的反差，或者以黑白底片作显微照相时，可以提高片成像的反差；

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。 b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。 c. 左眼看目镜，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。

b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后，透镜与装片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标．因此，必须用细准焦螺旋调焦，细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明 1. 识别镜头：（1）目镜：装在镜筒的上端，通常备有2－3个，上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数，一般装的是10×的目镜。放大倍数越大镜筒越短。（2）物镜：装在镜筒下端的转换器上，一般有2-3个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，放大倍数越大镜筒越长 2. 放大倍数：显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜的放大倍数的乘积，如物镜为10×，目镜为10×，其放大倍数就为10×10=100。放大的是物体的直线长度和宽度而不是面积。 3. 工作距离：是指显微镜处于工作状态（物象调节清楚）时物镜的下表面与盖玻片（盖玻片的厚度一般为0.17mm）上表面之间的距离，物镜的放大倍数愈大，它的工作距离愈小。如物镜是10×的工作距离比物镜是40×的工作距离大。 4. 明暗程度：（1）显微镜用光源，自然光和灯光都可以，以灯光较好，因光色和强度都容易控制。（2）反光镜它有平、凹两面，再经通光孔照至标本。可向任意方向转动，凹面镜聚光作用强，适于光线较弱时使用，平面镜聚光作用弱，适于光线较强时使用。（3）光圈或遮光器在通光孔下方，光圈由十几金属薄片组成，其外侧伸出一柄，推动它可调节其开孔的大小，以调节进光量；遮光器由几个直径大小不同的孔组成，选择某一孔以确定进光量。 5. 物像：镜下见到的是完全的倒像，即标本位于玻片右上角时在镜下的左下角位置出现，移动的规律是物象在镜下的左下角时将玻片向左下角移动可以将物象移到视野的中央来。但是物体的运动方向不变，即标本中细胞质是顺时针方向流动的，镜下仍为顺时针流动。 6. 污物的位置：在视野中常看到污物，要明确污物不会在反光镜上，因为反光镜的作用是将光源光线反射到玻片标本上；确定污物的位置首先移动玻片如污物随之移动即污物在玻片上；如污物不动，再转动目镜污物也随之转动即污物在目镜上；否则在物镜上。 7. 普通光学显微镜下可以见到的细胞结构有：细胞壁、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体、核仁，在质壁分离时可见到细胞膜，有丝分裂时可见到染色体。 8. 玻片标本：必须是透明的，要使光线能透过标本部。常用的种类有切片（洋葱根尖纵切片）；装片（洋葱表皮临时装片）；压片（洋葱根尖临时压片观察有丝分裂）；涂片（血涂片、自生固氮菌的临时涂片）。 ⑤相关原理例析

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法 Prepared on 22 November 2020

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a.右手握镜臂，左手托镜座。 b.显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a.转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b.选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a.把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b.转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。 c.左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a.移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b.转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c.调节光圈，使视野亮度适宜。 d.缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a.使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b.下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为-1 cm）。 c.有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d.换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜即可。

光学显微镜的工作原理

光学显微镜的工作原理 显微镜就是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到的许多微小生物与构成生物的基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍的光学显微镜,而且有放大几十万倍的电子显微镜,使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏就是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等。 (一)、物镜 物镜就是决定显微镜性能的最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察的物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为90—100倍)。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(20倍左右)高倍物镜(40—65倍)。 根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光的色差的物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光的色差的物镜,价格贵,使用少)。 2、物镜的主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。 ①、放大倍数就是指眼睛瞧到像的大小与对应标本大小的比值。它指的就是长度的比值而不就是面积的比值。例:放大倍数为100×,指的就是长度就是1μm的标本,放大后像的长度就是100μm,要就是以面积计算,则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写NA 或A,就是物镜与聚光器的主要参数,与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0、05-0、95,油浸物镜(香柏油)的数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物

(完整版)金相显微镜的基本原理、构造及使用

5.2 金相显微镜的基本原理、构造及使用 金相显微镜可用来鉴别和分析各种金属和合金的组织结构，广泛应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定、原材料的检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。还可用于半导体检测、电路封装、精密模具、生物材料等检验与测量。 【实验目的】 1.了解金相显微镜的基本原理、基本结构和使用方法。 2.掌握仔细阅读显微镜使用说明书并进行正确操作的方法。 【实验原理】 显微镜的基本放大作用由焦距很短的物镜和焦距较大的目镜来完成的，物体位于物镜的前焦点外但很靠近焦点位置，物体经过物镜形成倒立的放大实像，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点位置，作为目镜的物体，目镜将物镜放大的实像再放大成虚像，位于观察者的明视距离（距人眼250mm）处，供眼睛观察。光路图见“2.4光学基本仪器”中的图2-？ 为了减少球面像差、色像差和像域弯曲等像差，金相显微镜的物镜和目镜都是由透镜组构成的复杂光学系统。显微镜的成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，因此物镜的构造尤为复杂，根据对各种像差的校正程度不同，物镜可分为消色差物镜、复消色差物镜和平视场物镜等三大类。近年来，由于采用计算机技术，物镜的设计和制造都有了很大改进。 实际上，一方面，金相显微镜所观察的显微组织，往往几何尺寸很小，小至可与光波波长相比较，此时不能再近似地把光线看成直线传播，而要考虑衍射的影响。另一方面，显微镜中的光线总是部分相干的，因此显微镜的成像过程是个比较复杂的衍射相干过程。此外，由于衍射等因素的影响，显微镜的分辨能力和放大能力都受到一定限制，目前金相显微镜可观察的最小尺寸一般是0.2μm左右，有效放大倍数最大为1500~1600倍。 金相显微镜总的放大倍数为物镜与目镜放大倍数的乘积。放大倍数用符号“Х”表示，例如物镜放大倍数为20Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为200Х。通常物镜、目镜的放大倍数都刻在镜体上，在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数，以细节部分能观察得清晰为准。 金相显微镜最常见的有正置、倒置和卧式三大类。本实验使用的是正置金相显微镜为例，光学系统结构图如图5-2-1所示。

显微镜的原理和使用方法

显微镜的原理和使用方法Newly compiled on November 23, 2020

显微镜的原理和使用方法-装片的制作 显微镜的结构和使用 （2）显微镜的成像 ①光源（天然光或人工光源）→反光镜→光圈→物体→物镜（凸透镜）→在镜筒内形成物体放大的实像→目镜→把经物镜形成放大的实像进一步放大 ②显微镜放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数 （3）高倍显微镜的使用 ①用低倍显微镜观察 取镜与安放： a. 右手握镜臂，左手托镜座。 b. 显微镜放在实验台的前方稍偏左。 对光： a. 转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 b. 选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目境，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可能看到自亮的视野。 低倍镜观察： a. 把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。 b. 转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞）。 c. 左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。 ②高倍镜观察 a. 移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移动到视野中央。 b. 转动转换器，移走低倍物镜，转换为高倍物镜。 c. 调节光圈，使视野亮度适宜。 d. 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰 ③注意事项 a. 使用显微镜一定要严格按照取镜→安放→对光→压片→观察的程序进行。 b. 下降镜筒时，一定要用双眼从侧面注视物镜，使之接近装片，但又要防止镜头触及装片。否则会压碎装片和损坏物镜（l0x物镜的工作距离为0. 5-1 cm）。 c. 有必要使用高倍物镜时，必须先在低倍物镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像人，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分。 d. 换高倍物镜时，千万不可将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，换上高倍物镜即可。 e. 使用高倍物镜之后，透镜与装片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标．因此，必须用细准焦螺旋调焦，细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。 ④原理说明

扫描电子显微镜基本原理和应用

扫描电子显微镜的基本原理和结构 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 扫描电镜由电子光学系统，信号收集及显示系统，真空系统及电源系统组成。 1 电子光学系统 电子光学系统由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为产生物理信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。 <1>电子枪： 其作用是利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高能量的电子束。目前大多数扫描电镜采用热阴极电子枪。其优点是灯丝价格较便宜，对真空度要求不高，缺点是钨丝热电子发射效率低，发射源直径较大，即使经过二级或三级聚光镜，在样品表面上的电子束斑直径也在5-7nm，因此仪器分辨率受到限制。现在，高等级扫描电镜采用六硼化镧（LaB6）或场发射电子枪，使二次电子像的分辨率达到2nm。但这种电子枪要求很高的真空度。 扫描电子显微镜的原理和结构示意图

光学显微镜的工作原理

光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 （一）、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。 根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。 2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。

光学显微镜的工作原理

光学显微镜得工作原理 显微镜就是一种精密得光学仪器,已有300多年得发展史、自从有了显微镜,人们瞧到了过去瞧不到得许多微小生物与构成生物得基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍得光学显微镜,而且有放大几十万倍得电子显微镜,使我们对生物体得生命活动规律有了更进一步得认识。在普通中学生物教学大纲中规定得实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能得好坏就是做好观察实验得关键。 一、显微镜得光学系统 显微镜得光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜与聚光器四个部件。广义得说也包括照明光源、滤光器、盖玻片与载玻片等、 (一)、物镜 物镜就是决定显微镜性能得最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察得物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜得分类 物镜根据使用条件得不同可分为干燥物镜与浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜与油浸物镜(常用放大倍数为9０—１00倍)、 根据放大倍数得不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(２0倍左右)高倍物镜(4０-65倍)。根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光得色差得物镜)与复色差物镜(能矫正光谱中三种色光得色差得物镜,价格贵,使用少)、 2、物镜得主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径与工作距离。 ①、放大倍数就是指眼睛瞧到像得大小与对应标本大小得比值。它指得就是长度得比值而不就是面积得比值。例:放大倍数为100×,指得就是长度就是1μm得标本,放大后像得长度就是10０μm,要就是以面积计算,则放大了１０,000倍。 显微镜得总放大倍数等于物镜与目镜放大倍数得乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写ＮA或A,就是物镜与聚光器得主要参数,与显微镜得分辨力成正比。干燥物镜得数值孔径为0、05—０。95,油浸物镜(香柏油)得数值孔径为1、25。 ③、工作距离就是指当所观察得标本最清楚时物镜得前端透镜下面到标本得盖玻片上面得距离。物镜得工作距离与物镜得焦距有关,物镜得焦距越长,放大倍数越低,其工作距离越长、例:10倍物镜上标有10/0.２5与16０／０.１7,其中10为物镜得放大倍数;0、２5为数值孔径;16０为镜筒长度(单位ｍm);0。17为盖玻片得标准厚度(单位mm)。10倍物镜有效工作距离为6。５mｍ,４0倍物镜有效工作距离为０。48mm 。 ３、物镜得作用就是将标本作第一次放大,它就是决定显微镜性能得最重要得部件——分辨力得高低。 分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力得大小就是用分辨距离(所能分辨开得两个物点间得最小距离)得数值来表示得、在明视距离(25cm)之处,正常人眼所能瞧清相距0。０7３mm得两个物点,这个０、073mm得数值,即为正常人眼得分辨距离。显微镜得分辨距离越小,即表示它得分辨力越高,也就就是表示它得性能越好。 显微镜得分辨力得大小由物镜得分辨力来决定得,而物镜得分辨力又就是由它得数值孔径与照明光线得波长决定得、 当用普通得中央照明法(使光线均匀地透过标本得明视照明法)时,显微镜得分辨距离为ｄ=0。61λ／NA 式中d-—物镜得分辨距离,单位nｍ。

光学显微镜工作原理

光学显微镜工作原理 1. 1. 引言 2. 2. 显微镜基本原理 3. 3. 显微镜图像质量 4. 4. 显微技术的类型 5. 5. 荧光显微技术 6. 6. 光学显微镜的组成部件 7.7. 了解更多信息 8.8. 阅读所有物理学类文章 自十六世纪末发明以来，光学显微镜加深了我们对基础生物 学、生物医学研究、医疗诊断和材料科学的认识。光学显微 镜最多可将物体放大1000倍，以展现其微观细节。如今，这 项技术已远远超出罗伯特·虎克和列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）所发明的第一台显微镜的水平。人类研发的特 殊技术和光学设备可以揭示出活细胞的结构和生化机能。显 微镜甚至已进入数字时代，利用电荷耦合器件（CCD）和数码 相机来捕捉图像。然而，这些高级显微镜的基本原理却与您 生平第一节生物课上用过的学生显微镜非常相似。 光学显微镜的工作原理与折射望远镜极为相似，仅有一些细微的差别。下面让我们简单地了解一下望远镜的工作原理。 望远镜要从昏暗、遥远的物体上采集大量光线，因此需要巨大的物镜，以尽可能多采集一些光线并使物体看起来更加明亮。物镜很大，因而物体的图像会出现在一段距离之外的焦点位置，这就是为何望远镜比显微镜长得多的原因。望远镜的目镜随后放大图像，使物体就像在您眼前一样。 洋葱皮细胞（200倍） 光学显微镜工作原理

普通学生 光学显微镜的示意图，显示各个部件和光路 与望远镜相反，显微镜必须从距离很近、范围极小、厚度极薄且明亮清晰的样本上采集光线。因此显微镜不需要巨大的物镜。相反，显微镜的物镜很小，而且呈球形，这就意味着显微镜两侧的焦距都要短得多。物镜将物体的图像对焦在显微镜镜筒内的不远处。随后图像由第二个透镜放大，这个透镜称为接目镜或目镜，使物体如同在您眼前一般。 望远镜和显微镜之间另一个主要区别在于，显微镜带有光源和聚光器。聚光器是一种透镜系统，用于将光源的光线聚焦到样本上的一个微小而明亮的点，即物镜检查的同一区域。 显微镜与望远镜之间还有一个不同之处：后者配有固定物镜和可换目镜，而前者配有可换物镜和固定目镜。通过更换物镜（从相对扁平、低放大倍数的物镜到较圆、高放大倍数的物镜），显微镜可以观察越来越微小的区域——采光不是显微镜物镜的主要任务，但却是望远镜的。 本文后半部分将详细讨论显微镜的组成部件。 制作简易显微镜 您可以用放大镜和纸片制作简易显微镜： 1. 准备两片放大镜和一张印有图像的纸。 2. 将一片放大镜固定在纸张上方不远处。印刷图像看起来变 大了一点。 3. 将另一个放大镜放在您的眼睛和第一个放大镜之间。 4. 上下移动第二个放大镜，直到印刷图像清晰为止。您会发 现印刷图像要比在第一个放大镜中看到的图像更大。 此外，您还可以制作一个类似针孔相机的简易针孔显微镜。 显微镜图像质量 使用显微镜观察样本时，您所看到的图像质量将在以下几方面进行评估：

光学显微镜的原理及构造

光学显微镜的原理及构造 显微镜是人类认识物质微观世界的重要工具，是现代科学研究工作不可缺少的仪器之一。显微镜自1666年问世以来已有300多年的历史了，其间随着科学技术不断发展，显微镜的品种不断增加，结构和性能逐步得到完善和提高。根据不同的使用用途，光学显微镜可分为普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等10多种。目前，世界上许多国家都可以生产光学显微镜，牌名、种类繁杂，其中德国、日本等国制造的显微镜品质、数量占优势，但价格昂贵。对于现代的光学显微镜，包括各种简单的常规检验用显微镜、万能研究以及万能照相显微镜等，首先要认识其构造及各部件的功能，同时要掌握正确的调试、使用和保养方法，才能在实际应用中面对各种要求时以不同的显微镜检方法，充分发挥显微镜应有的功能，提高常规检验工作效率. 光学显微镜的原理和构造 随着科学技术的发展，显微镜检方法由最传统的明视野、暗视野发展出了相差法、偏光方法；荧光方法也由透射光激发进展为落射光激发，使荧光效率大为提高；微分干涉相衬方法基于偏光方法，而巧妙地利用了微分干涉棱镜，使之能应用于医学与生物学的样品，又能应用于金相样品的分析与检验。 下面以德国ZEISS公司生产的Axioplan万能研究用显微镜，简单介绍万能显微镜的基本组成部件。 1. 显微镜主机体（stand）显微镜的主机体设计成金字塔形，而底座的截面呈T字形，使显微镜的整体相当稳固。显微镜的光学部件和机构调节部件、光源的灯室、显微照相装置、电源变压稳压器等，都可安装在主机体上或主机体内。 2. 显微镜的底座（base）底座和主机体通常组成一个稳固的整体。底座内通常装有透射光照明光路系统（聚光、集光和反光）部件，光源的滤光片组，粗/微调焦机构，光源的视场光阑也安装在底座上。 3. 透射光光源（tranilluminator）透射光光源由灯室（lamp housing）、灯座（lamp socket）、卤素灯（halogen lamp）、集光与聚光系统（lamp collector and lamp condenser）及其调整装置组成。 4. 透射光光源与反射光光源的转换开关（toggle switch）这是新一代AXIO系列显微镜特有的装置，透射光和反射光可通用。当具有透/反两用的配置时，利用这一转换开关能方便而又迅速的使透射光和反射光互相转换。在纯透射光的配置中，这一开关就改为电源开关。 5. 电源开关（mains switch）与亮度调节旋钮（brightness control）电源开关用来接通或切断显微镜所需用的交流电源。电源开关旋钮也可调节照明光源的亮度，使所观察的视域可随时获得适当的亮度，可调范围为3-12V。作显微照相时，可根据曝光以及彩色底片色温的要求来调节灯光的亮度。当准备关掉电源之前，应先将亮度调节旋钮调到最小。